DE4318030A1

DE4318030A1 - Device for monitoring the liquid level

Info

Publication number: DE4318030A1
Application number: DE4318030A
Authority: DE
Inventors: Donald J Mattis; Ali El-Haj; Lisa Toth; Kenneth J Kelemen
Original assignee: Casco Products Corp
Current assignee: Casco Products Corp
Priority date: 1992-08-03
Filing date: 1993-05-29
Publication date: 1994-02-10
Anticipated expiration: 2013-05-30
Also published as: US5279157A; DE4318030B4; JPH06102080A; JP3285669B2; GB9311932D0; GB2269455A; CA2100603C; CA2100603A1; GB2269455B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen in den Vorrichtungen zur Überwachung des Flüssigkeitspegels gemäß der U. S. Patentschriften Nr. 4 840 137 und 4 859 987, jeweils betitelt VORRICHTUNG ZUM MESSEN DES FLÜSSIGKEITS- PEGELS und VORRICHTUNG UND METHODE ZUR ÜBERWACHUNG DES FLÜSSIGKEITSPEGELS. Die Offenbarungen dieser Patente sind durch Hinweis der vorliegenden Patentanmeldung einverleibt.The present invention relates to improvements in the devices for monitoring the liquid level according to U.S. Patent Nos. 4,840,137 and 4,859,987, each titled DEVICE FOR MEASURING THE LIQUID LEVELS AND DEVICE AND METHOD FOR MONITORING THE LIQUID LEVEL. The disclosures of these patents are incorporated by reference to the present patent application.

In der U. S. Patentschrift Nr. 4 840 137 sind ein Photo transistor und eine lichtausstrahlende Diode in einem becher artigen Prisma untergebracht, das eine konische Fläche oder einen Konus 102 aufweist. Diese Vorrichtung wird von der Wand einer Automobilölpfanne getragen. Liegt der Ölpegel in der Pfanne unter einem gewissen Punkt am Konus 102, so wird Licht von der lichtausstrahlenden Diode intern am Konus reflektiert, wobei es auf den Phototransistor auftrifft, wodurch dieser in einem die gewünschte Warnung hervorrufenden Stromkreis leitend wird.In US Pat. No. 4,840,137, a photo transistor and a light-emitting diode are accommodated in a cup-like prism which has a conical surface or a cone 102 . This device is carried on the wall of an automobile oil pan. If the oil level in the pan is below a certain point on the cone 102 , light from the light-emitting diode is internally reflected on the cone, where it strikes the phototransistor, which makes it conductive in a circuit which produces the desired warning.

Ist der Ölpegel normal, so ist der Konus 102 bedeckt, und Licht, das auf die Öl/Konus-Schnittfläche fällt und von ihr reflektiert wird, reicht zur Auslösung des Phototransistors nicht aus.If the oil level is normal, the cone 102 is covered and light that falls on and is reflected by the oil / cone interface is not sufficient to trigger the phototransistor.

Es ist versucht worden, diese Vorrichtung zur Überwachung des Pegels anderer Flüssigkeiten des Automobils zu benutzen, und die vorliegende Erfindung ist eine Verbesserung, durch die andere Flüssigkeiten als das Kurbelgehäuseöl überwacht werden kann, wie z. B. die Kühlflüssigkeit im Kühler des Autos.Attempts have been made to monitor this device the level of other automotive fluids, and the present invention is an improvement through which fluids other than crankcase oil are monitored can, such as B. the coolant in the radiator of the car.

In Kühlern herrschten besondere Zustände, weil die Lamellen des Wärmeaustauschers am Reservoir eng ummantelt waren, so daß wenig Platz zur Verfügung stand. Kühlflüssigkeiten, die durchscheinender als Motoröl waren, führten zum Durchlaß uner wünschter Lichtmengen durch die Oberfläche des Konus 102 und durch die Kühlflüssigkeit hindurch und zum Auftreffen auf eine nahegelegene, gegenüberliegende Innenfläche des Kühlers im Reservoirbereich, um dann auf den Konus zurück reflektiert zu werden, und zwar so, daß es am Phototransistor fälschlicher weise als eine Anzeige eines niedrigen Pegels registriert wurde.Special conditions prevailed in coolers because the fins of the heat exchanger at the reservoir were closely encased, so that little space was available. Cooling liquids that were more translucent than engine oil caused undesirable amounts of light to pass through the surface of the cone 102 and through the cooling liquid and to strike a nearby, opposite inner surface of the cooler in the reservoir area to then be reflected back onto the cone, and in such a way that it was incorrectly registered on the phototransistor as an indication of a low level.

Die reflektierende Oberfläche des Reservoirbereichs befand sich in diesem Falle nur einen Bruchteil eines Zentimeters vom Konus entfernt, typischerweise weniger als 0,5 bis 0,6 cm.The reflective surface of the reservoir area was in this case, only a fraction of a centimeter from Cone removed, typically less than 0.5 to 0.6 cm.

Summary

Im Zusammenhang mit den früher patentierten Überwachungs fühlern ist das oben beschriebene Problem durch die vorliegende Erfindung beseitigt, deren eine Aufgabe es ist, ein neuartiges und verbessertes Meßgerät oder Überwachungsmodul für einen eine Flüssigkeit enthaltenden Behälter zu schaffen, der sehr be schränkte Innenräume aufweist, wodurch der unerwünschte Effekt beseitigt wird, der durch Streulicht-Reflektionen von Innen flächen des Behälters hervorgerufen wird und zu falschen Ablesungen des Flüssigkeitspegels führt.In connection with the previously patented surveillance is the problem described above by the present Invention eliminated, one object of which is a novel and improved measuring device or monitoring module for one To create liquid-containing container, the very be has restricted interiors, creating the undesirable effect is eliminated by stray light reflections from the inside surfaces of the container and false Liquid level readings will result.

Eine weitere Aufgabe ist die Schaffung einer verbesserten Überwachungsvorrichtung wie oben beschrieben, die nicht nur einfach in ihrer Ausführung und zuverlässig in ihrer Funktion, sondern auch wirtschaftlich herstellbar ist, indem sie in der Hauptsache aus geformten, ineinander passenden Plastikteilen zusammengesetzt ist.Another task is to create an improved one Monitoring device as described above, not only simple in execution and reliable in function, but can also be produced economically by operating in the The main thing is made of molded, matching plastic parts is composed.

Noch eine andere Aufgabe besteht darin, eine verbesserte Überwachungsvorrichtung gemäß den obigen Ausführungen zu schaffen, die stabil und widerstandsfähig gegen durch Aufprall oder außerordentliche Hitze und Kälte hervorgerufene Beschädi gungen ist.Yet another task is an improved one Monitoring device according to the above statements create the most stable and resistant to impact or extraordinary heat and cold damage is.

Weiterhin ist es eine Aufgabe, eine verbesserte, wie oben charakterisierte Überwachungsvorrichtung zu schaffen, die Lecken zu widerstehen und mit heißen, unter Druck stehenden Flüssigkeiten, mit denen man normalerweise in Automobilkühlern zu tun hat, zu arbeiten vermag.Furthermore, it is a task to improve it as above to provide characterized monitoring device that Resist licking and hot, pressurized Liquids that you normally find in automotive radiators has to do to work.

In Erfüllung dieser Aufgaben sieht die Erfindung ein Gehäuse vor, das in einer Wand eine zum Eintauchen in Flüssig keit geeignete Linse sowie eine lichtausstrahlende Diode und eine auf Licht reagierende Vorrichtung im Gehäuse aufweist, wobei die beiden letzteren in der gleichen Richtung zur Linse hin ausgerichtet sind, und auch ein lichtveränderndes, mit der Linse zusammenwirkendes Mittel zur Dämpfung von Lichtteilen besitzt, die von der lichtausstrahlenden Diode herkommen und von einem außerhalb liegenden Punkt gegen die Außenseite der Linse reflektiert werden könnten.The invention provides for the fulfillment of these tasks Housing in front of one in a wall for immersion in liquid suitable lens and a light emitting diode and has a light-responsive device in the housing, the latter two in the same direction to the lens are aligned, and also a light-changing, with the Lens interacting agent for damping light parts owns that come from the light emitting diode and from an outside point towards the outside of the Lens could be reflected.

Die lichtverändernden Mittel blockieren Streulicht, das z. B. von der Innenfläche der Lamellenstruktur im Kühler reflektiert und gegen die Linse gerichtet sein könnte, und trotzdem beeinträchtigen sie nicht die normale Funktion der Überwachungsvorrichtung, indem sie nämlich zwischen der in der Luft befindlichen und der in der Kühlflüssigkeit einge tauchten Linse zu unterscheiden vermögen.The light-changing agents block stray light e.g. B. from the inner surface of the fin structure in the radiator reflected and directed towards the lens, and nevertheless, they do not affect the normal functioning of the Monitoring device by namely between the in in the air and in the coolant immersed lens can distinguish.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die lichtaus strahlende Diode von einem elektrischen Impuls hoher Intensität und sehr kurzer Dauer erregt, was ein momentanes Helligkeits niveau erzeugt, das die Dauerlichtausbeute, die normalerweise mit einer stetigen Gleichstromerregung erhalten wird, wesent lich übersteigt, und die äußere Fläche der Linse besitzt eine gerippte oder anderswie besondere Konfiguration, die uner wünschtes, reflektiertes Licht, das ursprünglich durch die Linsenfläche hindurchging und dann von einer Innenfläche des Kühlers reflektiert wurde, verändert oder zerstreut.In a preferred embodiment, the light is switched off radiating diode from a high intensity electrical pulse and excited for a very short duration, which is a momentary brightness level that produces the steady light output that normally is obtained with a constant DC excitation, essential Lich exceeds, and the outer surface of the lens has one ribbed or otherwise special configuration, the un desired, reflected light that was originally generated by the Lens surface went through and then from an inner surface of the Was reflected, changed or scattered.

Weitere Besonderheiten werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigenFurther special features are explained in more detail below. Show in the drawings

Fig. 1 eine teilweise Seitenansicht und einen Axialschnitt des verbesserten Flüssigkeitspegel-Überwachungsmoduls; Figure 1 is a partial side view and an axial section of the improved liquid level monitoring module.

Fig. 2 eine Ansicht gemäß Fig. 1, aber um 90 Grad gedreht; FIG. 2 shows a view according to FIG. 1, but rotated by 90 degrees;

Fig. 3 eine fragmentierte Ansicht des linken Endes; Fig. 3 is a fragmented view of the left end;

Fig. 4 eine fragmentierte Ansicht des rechten Endes; Figure 4 is a fragmented right end view;

Fig. 5 einen vergrößerten, fragmentierten Axialschnitt des in eine Automobilkühlerwand eingebauten Moduls; Fig. 5 is an enlarged, fragmented axial section of the built-in an automotive radiator wall module;

Fig. 6 eine fragmentierte Ansicht des rechten Endes einer modifizierten Linse; Fig. 6 is a fragmentary right end view of a modified lens;

Fig. 7 eine fragmentierte rechte Endansicht einer modifizierten Linse; Figure 7 is a fragmented right end view of a modified lens;

Fig. 8 ein Stromkreisdiagramm der lichtausstrahlenden Diode und des auf Licht reagierenden Mittels; Fig. 8 is a circuit diagram of the light emitting diode and the light responsive agent;

Fig. 9 einen fragmentierten Axialschnitt einer anderen, modifizierten Linse; Fig. 9 is a fragmented axial section of another modified lens;

Fig. 10 eine Ansicht des rechten Endes gemäß Fig. 9 und Fig. 10 is a right end view of FIG. 9 and

Fig. 11 ein Diagramm des auf einem Automobilkühler montierten Überwachungsmoduls. Fig. 11 is a diagram of the assembled on an automotive radiator monitoring module.

Die Fig. 1, 2, 5 und 11 zeigen ein Überwachungsmodul 10 zum Einbau in einen Automobilkühler 11 (Fig. 5 und 11) mittels eines rohrförmigen Teils 12 in der ummantelnden Wand 14 des Kühlers. Am Teil 12 hat die Wand 14 eine Öffnung 16. Die Kühlerlamellenwand 18 trägt die Wärmeaustauscher-Baugruppe 19 (Fig. 11) im Kühler 11. Die Wand 18 könnte sich in der näheren Lage 18′ befinden. Figs. 1, 2, 5 and 11 show a monitoring module 10 for installation in an automobile radiator 11 (Fig. 5 and 11) by means of a tubular part 12 in the enveloping wall 14 of the cooler. The wall 14 has an opening 16 on the part 12 . The radiator fin wall 18 carries the heat exchanger assembly 19 ( FIG. 11) in the radiator 11 . The wall 18 could be in the closer position 18 '.

Die Fig. 11 zeigt die Kühlerummantelungswände 14 und 15, die Lamellenwände oder Rohrbleche 13 und 18 und Lamellenver bindungsrohre 19. Zwischen den Wänden 14 und 18 liegt ein Kühlwasserreservoirbereich 14′, und zwischen den Wänden 13 und 15 liegt ein Kühlwasserreservoirbereich 15′. Die Kühl flüssigkeit im Radiator ist mit 98 bezeichnet. Fig. 11 shows the cooler jacket walls 14 and 15, the lamella walls or tube sheets 13 and 18 and tubes 19 Lamellenver bond. Between the walls 14 and 18 is a cooling water reservoir area 14 ', and between the walls 13 and 15 is a cooling water reservoir area 15 '. The cooling liquid in the radiator is labeled 98 .

Das Überwachungsmodul 10 setzt sich aus einer becherförmigen Umhüllung 20 mit einer ringförmigen Seitenwand 22 und trans versen Endwänden 24 zusammen. Die Umhüllung 20 befindet sich in einem Gehäuse 26 mit einem Klemmenblock 30 und einem ovalen, starren Schurz 32, der eine ovale Ausbuchtung 34 begrenzt. Die Umhüllung 20 weist eine ringförmige Nute 36 auf, die von einem Schurz 38 umgeben ist, und das Gehäuse 26 besitzt eine ringförmige Wand 40, die von der Nute 36 aufgenommen wird. Ein O-Ring 42 stellt eine Dichtung zwischen der Umhüllung 20 und dem Gehäuse 26 dar.The monitoring module 10 is composed of a cup-shaped envelope 20 with an annular side wall 22 and transverse end walls 24 . The casing 20 is located in a housing 26 with a terminal block 30 and an oval, rigid skirt 32 , which delimits an oval bulge 34 . The casing 20 has an annular groove 36 which is surrounded by a skirt 38 , and the housing 26 has an annular wall 40 which is received by the groove 36 . An O-ring 42 represents a seal between the casing 20 and the housing 26 .

Von Vertiefungen 46 aufgenommene Haltenasen 44 halten die Umhüllung 20 und das Gehäuse 26 zusammen.Holding lugs 44 received by depressions 46 hold the casing 20 and the housing 26 together.

Der Klemmenblock 30 hat einen zentralen Träger 48, in den elektrische Klemmen 50, 52 und 54 eingeformt sind, deren Basen in die Umhüllung 20 zur Endwand 24 hin hineinragen. The terminal block 30 has a central support 48 , in which electrical terminals 50 , 52 and 54 are formed, the bases of which protrude into the envelope 20 towards the end wall 24 .

Die Umhüllung 20 ist mit Nuten 56 mit dichtenden O-Ringen 60 ausgestattet, die sich mit dem Kühlerteil 12 verkuppeln.The casing 20 is provided with grooves 56 with sealing O-rings 60 which couple with the cooler part 12 .

Die Umhüllung 20 besitzt federnde Haltefinger 66, die sie am Gehäuse 26 festhalten.The casing 20 has resilient holding fingers 66 which hold it on the housing 26 .

Auf gegenüberliegenden Seiten des Ansatzes 48 sind Unter stützungsrippen 68 (Fig. 2) zur Befestigung einer gedruckten Schaltplatte 72 angeordnet, auf die die Klemmen 50, 52, und 54 aufgelötet sind.On opposite sides of the neck 48 are under support ribs 68 ( Fig. 2) for attaching a printed circuit board 72 to which the terminals 50 , 52 , and 54 are soldered.

Auf der Schaltplatte 72 sind eine lichtausstrahlende Diode 74 mit einer Sammellinse und ein Photoresistor 76 mit einer Sammellinse angeordnet. Die Rippen 68 und Klemmen 50, 52 und 54 tragen die Schaltplatte 72 so, daß die Diode 74 und der Phototransistor 76 der Endwand 24 zugekehrt sind.A light-emitting diode 74 with a converging lens and a photoresistor 76 with a converging lens are arranged on the circuit board 72 . The ribs 68 and terminals 50 , 52 and 54 support the circuit board 72 so that the diode 74 and the phototransistor 76 face the end wall 24 .

Die Wand 24 enthält eine Linse 78, deren Funktion es ist, entweder mehr oder weniger Licht von der Diode 74 auf den Phototransistor zu reflektieren, was davon abhängt, ob sich die Außenfläche der Linse 78 im Kontakt mit Luft oder mit Flüssigkeit befindet. Befindet sich die Außenfläche der Linse 78 in Luft, so wird Licht von der lichtausstrahlenden Diode 74 intern von der Linse 78 reflektiert und dieses Licht trifft dann den Photoresistor 76, wodurch dieser leitend und durch geeignete Alarmschaltungen zur Anzeige eines niedrigen Flüssigkeitspegels benutzt wird, wie in Fig. 8 in der Form eines Blockdiagramms gezeigt.Wall 24 includes a lens 78 , the function of which is to reflect either more or less light from diode 74 to the phototransistor, depending on whether the outer surface of lens 78 is in contact with air or with liquid. When the outer surface of lens 78 is in air, light from light emitting diode 74 is internally reflected by lens 78 and this light then strikes photoresistor 76 , making it conductive and used by appropriate alarm circuits to indicate a low level of liquid, as in FIG Fig. shown in block diagram form. 8

Taucht die Außenfläche der Linse 78 aber in Flüssigkeit ein, so ist die von der Linse 78 zum Phototransistor 76 hin reflektierte Lichtmenge normalerweise unzureichend, um den Phototransistor leitend zu machen.However, if the outer surface of the lens 78 is immersed in liquid, the amount of light reflected from the lens 78 toward the phototransistor 76 is normally insufficient to render the phototransistor conductive.

In den Modulen der U. S. Patentschriften 4 840 137 und 4 859 987 ist jedoch manchmal fälschlicherweise ein niedriger Flüssigkeitspegel angezeigt worden, besonders dann, wenn die Kühlerlamellenwand 18 glänzend war und wenn eine durchschein ende Gefrierschutzflüssigkeit 98, Fig. 11, wie z. B. Äthylen glykol verwendet wurde. Die Ablesung wurde deshalb falsch, weil Streulicht auf die Wand 18 fallen und von ihr zurück reflektiert werden konnte, wodurch es wieder in die Linse 78 eindrang und auf den Phototransistor 76 fiel.However, in the modules of U.S. Patents 4,840,137 and 4,859,987, a low level of liquid has sometimes been incorrectly indicated, especially when the fin fin 18 has been shiny and when a translucent antifreeze liquid 98 , FIG . B. ethylene glycol was used. The reading became wrong because stray light fell on the wall 18 and could be reflected back by it, which caused it to reenter the lens 78 and fall onto the phototransistor 76 .

Die vorliegende Erfindung sieht auf der Außenfläche der Linse 78 eine Prismenkonfiguration vor, die das sie durchdring ende Licht zerstreut oder verändert, um dadurch von der Wand 18 herkommende Streulichtreflektionen zu reduzieren und es somit zu erschweren, daß reflektiertes Licht den Phototransistor 76 erreicht.The present invention provides on the outer surface of the lens 78 a prism configuration that diffuses or changes the light passing through it, thereby reducing stray light reflections from the wall 18 and thus making it more difficult for reflected light to reach the phototransistor 76 .

In der Ausführungsform der Fig. 1 bis 6 besteht die Prismenkonfiguration aus parallelen, durch Rillen 82 in der Außenfläche der Linse 78 getrennten Rippen oder Graten 80, deren Enden einen Teil der ursprünglichen, konischen Fläche der Linse bilden. Die Peripherie 83 der Linse ist im wesentlichen konisch; eine Serie von drei Rillen 82 erstreckt sich quer zur Achse der Umhüllung 20. Es wurde gefunden, daß der Winkel zwischen den Wänden der Rillen von Wichtigkeit ist und vorzugs weise zwischen 70 Grad und 90 Grad liegt, und eine Zahl von 84 Grad hat sich als optimal erwiesen. Dieser Winkel ist in der Fig. 5 mit dem Buchstaben A bezeichnet. Der Winkel, den die Fläche 83 in Bezug auf die Achse der Umhüllung 20 be schreibt, beträgt wahlweise 45 Grad. Dieser Winkel ist in der Fig. 5 mit dem Buchstaben B angedeutet.In the embodiment of Figs. 1 to 6, the prism configuration of parallel, formed by grooves 82 in the outer surface of the lens 78 separate ribs or ridges 80 the ends of which a part of the original conical surface of the lens. The periphery 83 of the lens is substantially conical; a series of three grooves 82 extend across the axis of the envelope 20 . It has been found that the angle between the walls of the grooves is important and is preferably between 70 degrees and 90 degrees, and a number of 84 degrees has been found to be optimal. This angle is designated by the letter A in FIG. 5. The angle that the surface 83 writes with respect to the axis of the envelope 20 be optionally 45 degrees. This angle is indicated in FIG. 5 with the letter B.

Zur Erleichterung des Formens ist in der Endwand 24 vor zugsweise ein blindes Mittelloch 85 vorgesehen. Das Material, aus dem die Umhüllung 20 und die Linse 78 hergestellt werden, kann Polyäthersulfon sein. Das Material des Gehäuses 26 ist vorzugsweise ein Polyesterkunststoff, der 15 Prozent Glas enthält.To facilitate the molding, a blind center hole 85 is preferably provided in the end wall 24 . The material from which the sheath 20 and lens 78 are made can be polyether sulfone. The material of the housing 26 is preferably a polyester plastic that contains 15 percent glass.

Gemäß der Erfindung wird die lichtausstrahlende Diode 74 durch einen elektrischen Impuls hoher Intensität, kurzer Dauer und einer Amplitude angeregt, die die Nenneingangsleistung des Geräts übersteigt, aber nur so kurz andauert, daß das Gerät nicht beschädigt wird. Die Intensität des von der Diode 74 kommenden Lichtimpulsstoßes ist größer als sie bei Anregung mit normaler Nennleistung wäre. Das trägt zur hohen Empfind lichkeit des Überwachungsmoduls für vom Phototransistor 76 empfangenes Licht bei. In der Fig. 8 wird der Impuls von einem die lichtausstrahlende Diode speisenden Impulsgeber 86 erzeugt. Die Fahrzeugbatterie ist mit 88, der Zündschalter mit 90′ bezeichnet. Die Ausgangsleistung des Phototransistors 76 wird einem Verstärker 92′ zugeführt, der eine Leuchte oder einen Alarm 94 betätigt.According to the invention, the light emitting diode 74 is excited by an electrical pulse of high intensity, short duration and an amplitude which exceeds the nominal input power of the device, but only lasts so short that the device is not damaged. The intensity of the light pulse pulse coming from the diode 74 is greater than it would be when excited with normal nominal power. This contributes to the high sensitivity of the monitoring module for light received by the phototransistor 76 . In FIG. 8, the pulse is generated by a light emitting diode supplying the pulse 86th The vehicle battery is labeled 88 , the ignition switch 90 '. The output power of the phototransistor 76 is fed to an amplifier 92 'which actuates a lamp or an alarm 94 .

Die Klemmen 50, 52 und 54 haben einen elektrischen An schlußstecker 96 zur Übertragung der Signale zwischen der licht ausstrahlenden Diode 74, dem Phototransistor 76 und dem Verstärker und Impulsgeber. Einzelheiten der elektrischen Verbindungen sind der U. S. Patentschrift 4 859 987 zu entnehmen.The terminals 50 , 52 and 54 have an electrical connector 96 to transmit the signals between the light emitting diode 74 , the phototransistor 76 and the amplifier and pulse generator. Details of the electrical connections can be found in US Pat. No. 4,859,987.

Die lichtausstrahlende Diode 74 kann eine GaAlAs (Gallium Aluminium Arsenid) Diode sein, die infrarotes Licht ausstrahlt und von Optek Technology, Inc. hergestellt wird. Der Photo transistor 76 kann ein ganz aus NPN Silizium bestehender, von Optek Technology, Inc. hergestellter Phototransistor sein.The light emitting diode 74 may be a GaAlAs (Gallium Aluminum Arsenide) diode that emits infrared light and is manufactured by Optek Technology, Inc. Photo transistor 76 may be an NPN silicon phototransistor made by Optek Technology, Inc.

Von der lichtausstrahlenden Diode 74 erzeugte Lichtstrahlen durchdringen die Linse 78 und werden bei ihrem Eintritt in die Kühlerflüssigkeit 98 zerstreut, wenn die Linse 78 darin einge taucht ist. Von der Lamellenwand-Oberfläche 18 reflektierte Strahlen zerstreuen sich und reichen nicht aus, um den Photo transistor 76 leitend zu machen. Die prismatische Konfiguration der Linse 78 zerstreut das reflektierte Licht und verhindert auf diese Weise die Aktivierung des Phototransistors 76.Light rays generated by the light emitting diode 74 penetrate the lens 78 and are scattered when they enter the coolant 98 when the lens 78 is immersed therein. Rays reflected from the lamella wall surface 18 scatter and are not sufficient to make the photo transistor 76 conductive. The prismatic configuration of lens 78 scatters the reflected light, thus preventing activation of phototransistor 76 .

Der Phototransistor 76 empfängt jedoch genug Licht, um ihn leitend zu machen, wenn er von intern in der nicht in Flüssigkeit eingetauchten Linse 78 reflektierten Strahlen getroffen wird, was einem Zustand niedrigen Flüssigkeitspegels gleichkommt.However, phototransistor 76 receives enough light to render it conductive when struck by rays internally reflected in non-liquid lens 78 , which is equivalent to a low liquid level condition.

Diese neue Kombination einer von einem Impuls hoher Intensität und kurzer Dauer angeregten lichtausstrahlenden Diode 76, einem Phototransistor 76 und einer Linse 78 mit Prismenform 80, 82 macht es dem Modul möglich, zwischen 1.) Licht, das in der Hauptsache innerhalb der nicht in Flüssigkeit eingetauchten Linse 78 reflektiert wird und 2.) Streulicht, das von der Lamellenwand-Oberfläche 18 und durch die durchscheinende Flüssigkeit 98 hindurch reflektiert wird, wenn die Linse ein getaucht ist, zu unterscheiden. Das von der Wand 18 reflek tierte Licht ist das Streulicht, und das Überwachungsmodul kann zwischen dem intern innerhalb der Linse reflektierten Licht und dem von der Lamellenwand-Oberfläche 18 reflektierten Streulicht unterscheiden, ungeachtet der spezifischen Transparenz der Flüssigkeit 98.This new combination of a light-emitting diode 76 excited by a pulse of high intensity and short duration, a phototransistor 76 and a lens 78 with a prism shape 80 , 82 makes it possible for the module to choose between 1.) light which is mainly within the liquid immersed lens 78 is reflected and 2.) to distinguish scattered light reflected from the lamella wall surface 18 and through the translucent liquid 98 when the lens is immersed. The light reflected from the wall 18 is the stray light, and the monitoring module can distinguish between the light reflected internally within the lens and the stray light reflected from the lamella wall surface 18 regardless of the specific transparency of the liquid 98 .

Während die offenbarten Ausführungsformen auf Automobil kühler anwendbar sind, können sie auch bei anderen Typen von Behältern Anwendung finden.While the disclosed embodiments are on automotive cooler, they can also be used with other types of Find containers.

In der vergrößerten Fig. 5 kann der Abstand der Wand 14 von der die Lamellen stützenden Wand 18 zwischen 0,62 mm bis hinunter auf 0,37 mm schwanken. Der letztere Abstand ist gestrichelt durch die Wand 18′ dargestellt. Die obigen Zahlen könnten zum Beispiel im Verein mit einer Linse von 0.86 mm Durchmesser verwendet werden.In the enlarged FIG. 5, the distance of the wall 14 from the wall 18 supporting the slats can vary between 0.62 mm down to 0.37 mm. The latter distance is shown in dashed lines through the wall 18 '. For example, the above numbers could be used in conjunction with a 0.86 mm diameter lens.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in der Fig. 7 wiedergegeben, die eine modifizierte Linse 78′ mit einem konischen Teil 83′ und einer Serie pyramidenartiger Prismen 85′ zeigt, die aus zwei Sätzen von quer zum Konusteil 83′ und senkrecht zueinander verlaufenden Rillen gebildet sind.Another embodiment of the invention is shown in FIG. 7, which shows a modified lens 78 'with a conical part 83 ' and a series of pyramid-like prisms 85 'formed from two sets of grooves transverse to the cone part 83 ' and perpendicular to each other are.

In den Fig. 9 und 10 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt, die eine Linsenkonfiguration 78b an der Umhüllung 20b aufweist und aus einer Serie konzentrischer, runder, durch Rillen voneinander getrennter Grate oder Rippen 92 besteht. Die Symmetrie dieser Konstruktion behebt einen Verlaß auf jedwede relative Positionierung der lichtausstrahlenden Diode 74, des Phototransistors 76 und der Rippen 92 zueinander. FIGS. 9 and 10 show a further embodiment of the invention, which has a lens configuration 78 b on the casing 20 b and consists of a series of concentric, round ridges or ribs 92 separated by grooves. The symmetry of this construction eliminates reliance on any relative positioning of light emitting diode 74 , phototransistor 76, and ribs 92 with respect to one another.

Ein optimaler Winkel für die Fläche 90 in Bezug auf die Achse der Linse 78b ist 45 Grad. Ein optimaler Winkel zwischen den die Rippen 92 separierenden Rillen beträgt 84 Grad mit einem Abstand von 0,07 mm zwischen den Rippen 92 und einer Rillentiefe von 0,03 bis 0,04 mm, von der die Spitzen der Rippen enthaltenden Ebene aus gemessen.An optimal angle for surface 90 with respect to the axis of lens 78b is 45 degrees. An optimal angle between the grooves separating the ribs 92 is 84 degrees with a distance of 0.07 mm between the ribs 92 and a groove depth of 0.03 to 0.04 mm, measured from the plane containing the tips of the ribs.

Die konischen Seiten der Rippen 92 brauchen nicht poliert zu sein. Eine matte Oberfläche ist akzeptabel.The tapered sides of the ribs 92 need not be polished. A matt surface is acceptable.

Wir haben also eine neuartige und verbesserte Flüssig keitspegelkontrolle geschaffen, die die unerwünschten Effekte von Streulichtreflektionen, die von internen Behälterflächen ausgehen, wirksam beseitigt; es ist erwiesen worden, daß solche Reflektionen die Funktionsfähigkeit früherer Überwach ungsvorrichtungen ernsthaft nachteilig beeinträchtigt haben.So we have a new and improved liquid speed level control created the undesirable effects of stray light reflections from internal container surfaces going out, effectively eliminated; it has been shown that such reflections the functionality of previous surveillance devices have seriously adversely affected.

Die Lösung ist einfach und direkt; sie kann ohne physische Sperrstrukturen oder weitgehende elektrische Verarbeitung verwirklicht werden.The solution is simple and direct; she can without physical barrier structures or extensive electrical Processing to be realized.

Die vorliegende Überwachungsvorrichtung ist an ver schiedene Tanks und Flüssigkeiten anpassungsfähig.The present monitoring device is on ver different tanks and liquids adaptable.

Variationen und Modifikationen sind ebenfalls möglich.Variations and modifications are also possible.

Auflistung der BezugszahlenList of reference numbers

10 Überwachungsmodul
11 Kühler
12 Rohrförmige Armatur oder Stütze am Kühler
13 Rohrblech des Kühlers
14 Ummantelungswand des Kühlers
14′ Kühlmittel-Reservoirbereich
15 Ummantelungswand des Kühlers
15′ Kühlmittel-Reservoirbereich
16 Loch, Öffnung
18 Kühlerlamellenwand oder Rohrblech, lichtreflektierende Innenwand
19 Kühlerlamellen
20 Becherförmige Umhüllung
20b Ummantelung
22 Ringförmige Seitenwand
24 Querendwand
26 Modulgehäuse
30 Klemmenblock
32 Starrer Schurz
34 Ovale Ausbuchtung
36 Ringförmige Nute
38 Vorstehender Schurz
40 Ringförmige Wand
42 O-Ring
44 Haltenase
46 Ausbuchtung
48 Längliche Stütze
50 Elektrische Klemme
52 Elektrische Klemme
54 Elektrische Klemme
56 Ringförmige Nute
60 O-Ring
62 Positionierrippe
64 Randteil
66 Federnde Finger
68 Unterstützungsrippe
74 Lichtausstrahlende Diode
76 Auf Licht reagierende Vorrichtung, Phototransistor
78 Linse
78a Modifizierte Linse
78b Modifizierte Linse
80 Grate oder Rippen
82 Rillen
83 Peripherie der Linse, konische Fläche
83′ Konischer Teil
A Winkel
B Winkel
85 Blindes Loch, Mittenvertiefung
85′ Prismen
86 Impulsgeber
88 Batterie
90′ Zündschalter
90 Oberfläche der Linse
92′ Verstärker
92 Grate oder Rippen
94 Warnleuchte, Alarm
96 Elektrischer Stecker
98 Kühlflüssigkeit im Radiator 10 monitoring module
11 cooler
12 Tubular fitting or support on the radiator
13 Radiator tube sheet
14 casing wall of the radiator
14 ′ coolant reservoir area
15 casing wall of the radiator
15 ′ coolant reservoir area
16 holes, opening
18 Radiator fin wall or tube sheet, light reflecting inner wall
19 radiator fins
20 cup-shaped wrapping
20 b sheathing
22 Annular sidewall
24 transverse end wall
26 module housing
30 terminal block
32 Rigid apron
34 Oval bulge
36 annular grooves
38 Protruding apron
40 Annular wall
42 O-ring
44 retaining nose
46 bulge
48 Elongated support
50 Electrical clamp
52 Electrical clamp
54 Electrical clamp
56 annular grooves
60 O-ring
62 Positioning rib
64 edge part
66 bouncy fingers
68 support rib
74 Light emitting diode
76 Device reacting to light, phototransistor
78 lens
78 a Modified lens
78 b Modified lens
80 ridges or ribs
82 grooves
83 periphery of the lens, conical surface
83 ′ conical part
A angle
B angle
85 Blind hole, center recess
85 ′ prisms
86 pulse generator
88 battery
90 ′ ignition switch
90 surface of the lens
92 ′ amplifier
92 ridges or ribs
94 Warning light, alarm
96 Electrical plug
98 Coolant in the radiator

Claims

1. Device for monitoring the liquid level with a housing ( 26 ) which contains a lens ( 78 ) in a wall ( 24 ), the wall and lens being suitable for immersion in a liquid ( 98 ) and the liquid level being to be monitored, and with a light-emitting diode ( 74 ) and a light-responsive device ( 76 ), both housed in the housing ( 26 ) and facing in the same direction of the lens ( 78 ), characterized by light-changing means ( 80 , 82 ) with of the lens ( 78 ) for damping predetermined light parts that emanate from the light-emitting diode ( 74 ) and act externally against the outside of the lens ( 78 ) from a point ( 18 ) outside the housing ( 26 ) against the outside of the lens ( 78 ) could be reflected.

2. Device for monitoring the liquid level according to claim 1, characterized in that the light-changing means ( 80 , 82 ) are in the lens ( 78 ).

3. Device for monitoring the liquid level according to claim 2, characterized in that the light-changing means ( 80 , 82 ) prism configurations ( 80 , 82 , 85 ', 92 ) on the outer surface of the lens ( 78 , 78 a, 78 b) enclose in itself.

4. A device for monitoring the liquid level according to claim 3, characterized in that the prism configurations ( 80 , 82 , 85 ', 92 ) contain a series of essentially parallel ribs ( 80 ).

5. Device for monitoring the liquid level according to claim 3, characterized in that the prism configurations ( 80 , 82 , 85 ', 92 ) contain a series of laterally arranged pyramids ( 85 ').

6. Device for monitoring the liquid level according to claim 4, characterized in that between the ribs ( 80 ) troughs ( 82 ) are arranged and that the angle formed by the walls of each groove is between 72 degrees and 90 degrees.

7. Device for monitoring the liquid level according to claim 4, characterized in that between the ribs ( 80 ) grooves ( 82 ) are arranged and that the angle formed by the walls of each groove ( 82 ) is of the order of 84 degrees.

8. A device for monitoring the liquid level according to claim 2, characterized in that the configuration ( 83 ) of the outer surface of the lens ( 78 ) is conical and that the light-changing means ( 80 , 82 ) in the conical surface configuration ( 83 ) of the lens ( 78 ) are arranged.

9. The device for monitoring the liquid level according to claim 8, characterized in that the lens ( 78 ) has a central recess ( 85 ) which is arranged on the inside of the lens opposite the conical surface ( 83 ) of the lens ( 78 ).

10. A device for monitoring the liquid level according to claim 1, characterized in that the light-emitting diode ( 74 ) has a converging lens.

11. A device for monitoring the liquid level according to claim 1, characterized in that the light-responsive device ( 76 ) has a converging lens.

12. The device for monitoring the liquid level according to claim 1, characterized in that the housing ( 26 ) on a reflective, opposite the lens ( 78 ) and spaced from the lens arranged surface ( 18 ) having support ( 12 ) is mounted.

13. A device for monitoring the liquid level according to claim 12, characterized in that said reflecting surface is a lamella wall ( 18 ) of an automobile cooler ( 11 ).

14. A device for monitoring the liquid level according to claim 13, characterized in that the liquid ( 98 ) is a translucent coolant for automotive radiators.

15. A device for monitoring the liquid level according to claim 2, characterized in that the light-changing means ( 80 , 82 ) have a plurality of laterally on the outer surface of the lens ( 78 a) arranged pyramids ( 85 ').

16. A device for monitoring the liquid level according to claim 2, characterized in that the light-changing means ( 80 , 82 ) contain a plurality of prisms ( 85 ') ent, from a first set of substantially parallel ridges and grooves and from a second Set of substantially parallel ridges and grooves are formed, the second set being arranged substantially perpendicular to the first set of the corresponding ridges and grooves.

17. Device for monitoring the liquid level according to claim 2, characterized in that the light-changing means ( 80 , 82 ) has a peripheral conical surface ( 83 ) and a series of round ridges ( 92 ) within this conical surface, the ridges ( 92 ) are arranged concentrically to one another and are separated from one another by round grooves.

18. A device for monitoring the level of liquid in a tank or container having an opening ( 16 ) in a side wall ( 14 ) and containing a generally translucent liquid ( 98 ), the tank having a core ( 19 ) with a light reflecting , Inner wall surface ( 18 ) and the monitoring device has a housing ( 26 ) with walls ( 22 , 24 ) arranged in the opening ( 16 ) of the tank side wall ( 14 ) and a lens suitable for immersion in the liquid ( 98 ) in the tank ( 78 ) in one ( 24 ) of its walls, and with a light-emitting diode ( 74 ) and a light-responsive device ( 76 ), both of which are arranged in the housing ( 26 ) and face in the same direction as the lens ( 78 ) , characterized by light-changing means ( 80 , 82 ) which cooperate with the lens ( 78 ) for damping predetermined light parts which emanate from the light-emitting diode ( 74 ) and di e penetrate translucent liquid ( 98 ), whereupon they fall on the light-reflecting inner wall surface ( 18 ) of the core ( 19 ) and from this back through the lens ( 78 ) through to the light-sensitive device ( 76 ) are reflected. Otherwise, these light parts could cause incorrect readings of the liquid level.

19. A device for monitoring the level of liquid in a tank or container ( 11 ) having an opening ( 16 ) in a side wall ( 14 ) and containing a generally translucent liquid ( 98 ), the tank ( 11 ) having an inner core ( 19 ) with a light reflecting inner wall surface ( 18 ) and the monitoring device has a housing ( 26 ) with walls ( 22 , 24 ) and one in one (24) of the housing ( 26 ) arranged in the opening ( 16 ) in the tank side wall ( 14 ) Walls arranged and suitable for immersion in the liquid ( 98 ) be in the tank ( 11 ) be suitable lens ( 78 ), and with a light-emitting diode ( 74 ) and a light-sensitive device ( 76 ), both in the housing ( 26 ) arranged and facing in the same direction of the lens ( 78 ), characterized by means ( 80 , 82 ) on the lens ( 78 ) which are able to distinguish between light emitted by the light-emitting diode ( 74 ) comes and is internally reflected by the lens ( 78 ) so that the light-sensitive device ( 26 ) falls on it and light generated by the light-emitting diode ( 74 ), the lens ( 78 ) and the translucent liquid ( 98 ) penetrates externally, falls on the light-reflecting inner wall surface ( 18 ) of the tank ( 11 ) and, reflected by this back to the lens ( 78 ), falls on the light-sensitive device ( 76 ) and thus prevents an incorrect one caused by such scattered light A low liquid level is displayed.

20. A device for monitoring the cooler and the level of the coolant therein, the cooler having a tank ( 11 ) with an opening in the side wall ( 14 ) and containing a generally translucent coolant ( 98 ), and with a light reflective, arranged in the radiator tank ( 11 ), inner wall surface ( 18 ) and a probe housing ( 26 ) which is arranged in the opening ( 16 ) of the radiator tank side wall ( 14 ) and walls ( 22 , 24 ) and one for immersion in the Tank ( 11 ) located cooling liquid ( 98 ) suitable lens ( 78 ) in one ( 24 ) of its walls, and with a light-emitting diode ( 74 ) and a light-sensitive device ( 76 ), both arranged in the housing ( 26 ) and in same direction of the lens ( 78 ) facing, characterized by light-changing means ( 80 , 82 ) which cooperate with the lens ( 78 ) for attenuating predetermined light parts, which de r emit light-emitting diode ( 74 ), penetrate the coolant ( 98 ), fall onto the light-reflecting inner side wall ( 18 ) of the cooler tank ( 11 ) and are reflected back by the latter through the lens ( 78 ) and the light-sensitive device ( 76 ) that could indicate incorrect coolant levels.

21. A device for monitoring the cooler and the level of the coolant therein, the cooler having a tank ( 11 ) with an opening in the side wall ( 14 ) and containing a generally translucent coolant ( 98 ), and with a light reflective, arranged in the cooler tank inner wall ( 18 ), and a probe housing ( 26 ) which is arranged in the opening ( 16 ) of the cooler tank side wall ( 14 ) and walls ( 22 , 24 ) and one for immersing in the in the tank located coolant ( 98 ) suitable lens ( 78 ) in one ( 24 ) of his wound, and with a light emitting diode ( 74 ) and a photosensitive device ( 76 ), both arranged in the probe housing ( 26 ) and in the same direction facing the lens ( 78 ), characterized by means ( 80 , 82 ) on the lens for distinguishing between light generated by the light emitting diode ( 74 ) and internal by the lens ( 78 ) is broken towards the light-sensitive device ( 76 ) and scattered light, which is generated by the light-emitting diode ( 74 ), passes externally through the lens ( 78 ) and the coolant ( 98 ) and from the light-reflecting inner wall ( 18 ) of the cooler tank ( 11 ) is reflected and then returns to the lens ( 78 ) as a scattered beam and falls on the light-sensitive device ( 76 ) and thus prevents an incorrect display of a low coolant level caused by such scattered light.

22. Device for monitoring the liquid level according to claim 17, characterized in that the walls of the round grooves have a matte finish.

23. Device for monitoring the liquid level according to claim 1, characterized in that the housing in a motor vehicle cooler ( 11 ) with a heat exchanger core ( 19 ) and a casing wall ( 14 , 18 ) is installed, the housing on the casing wall ( 14 ) so is mounted that its lens ( 78 ) facing the casing wall ( 18 ).